Pilus (Svenska)
4 Pili
Pili är filamentösa, extracellulära strukturer som gör det möjligt för bakterier att hålla sig vid biotiska och abiotiska ytor. En mängd pili har identifierats på cellytan av Aeromonas spp. med tidiga studier inledningsvis beskriver två olika pili typer på grund av deras strukturella skillnader: kort-stel (S/R) och långa vågiga (L/W) pili (Carrello, Silburn, Budden, & Chang, 1988; Ho, Mietzner, Smith, & Schoolnik, 1990)., Aeromonas stammar som samlas in från miljö-prover rapporterades till företrädesvis visa ett stort antal S/R pili, medan isolat från kliniska prover var mer benägna att producera ett litet antal L/W pili (Carrello et al., 1988); föreslår L / W pili att vara involverad i virulens. I gramnegativa bakterier finns det fyra huvudgrupper av bakteriell pili: pili monterad av ”chaperone-usher pathway”, typ IV pili, pili monterad av den extracellulära nukleeringsvägen och pili monterad av ”alternative chaperone-usher pathway”. Aeromonas spp., har befunnits uttrycka typ i pili monteras av ”chaperone-usher pathway” och typ IV pili. Ultra-strukturella studier utförda av Ho et al. (1990) på S/R pilus av A. hydrophila AH26 avslöjade pilin (stora repeterande enhet av pilus) att ha homologi med typ jag och Pap (pyelonefrit-associerade pili) pili från E. coli (Ho et al., 1990), och tillhör den grupp av pili monteras av chaperone-usher pathway. Typ i pili från mesofila Aeromonas-arter har associerats med autoagglutination av celler men inte med patogenicitet., Adhesionsstudier från Honma och Nakasone (1990) visade att även om deras A. hydrophila-stam (Ae6) var mycket vidhäftande mot kanin och mänskliga tarmar, blockerade antikroppar som höjdes till S/R pili inte vidhäftningen till celler och skjuvade av S/R pili inte heller någon affinitet till värdceller. De gener som kodar för typ jag pili har nu varit placerad i arvsmassan hos ett antal Aeromonas arter, inklusive några mesophilic arter och psychrophilic aeromonad, A. salmonicida subsp salmonicida (Reith et al., 2008; Seshadri m.fl., 2006). Till skillnad från mesofila aeromonader, typ i pilus av A., salmonicida verkar ha en roll i koloniseringen av atlantlax. Mutationsstudier utförda av Dacanay och medarbetare (2010) visade att A. salmonicida saknar typ i pilus operon har en minskad förmåga att följa mag-tarmkanalen hos atlantlax. En gång följde dock mutant förmåga att invadera värden jämförbar med den vilda typen, vilket tyder på att typ i pili är involverad i de inledande stadierna av kolonisering endast (Dacanay et al., 2010).
avsevärda mängder arbete som utförts på adhesionen av aeromonad har koncentrerats på L / W pili., Vidhäftningsstudier med en mängd mesofila stammar under 1990-talet betonade vikten av dessa bilagor vid kolonisering av värdvävnader., Mekaniskt avlägsnande av L/W pili från bakteriecellsytan, eller förbehandling av bakterieceller med en anti-pilin antikropp, visades blockera bakteriell vidhäftning till en mängd olika djur-och humancellinjer (Barnett & Kirov, 1999; Hokama, Honma, & Nakasone, 1990; Honma & Nakasone, 1990; Iwanaga & Nakasone, 1990; Iwanaga &hokama, 1992; Kirov, Hayward, & nerrie, 1995; Nakasone, Iwanaga, Yamashiro, Nakashima, & Albert, 1996)., L / W pilins har i allmänhet en molekylvikt mellan 19 och 23 kDa och är antigeniskt olika, med endast den N-terminala aminosyrasekvensen som visar homologi för typ IV pilins (Kirov & Sanderson, 1996). Någon typ IV pili kan bilda filamentösa nätverk eller buntar (Kirov, Hayward, et al., 1995) och det är dessa buntbildande pili (Bfp), i synnerhet, som anses vara stora koloniseringsfaktorer i mesofila Aeromonas spp. Den första Bfp isolerad från en art av Aeromonas var från A., veronii biovar sobria (stam BC88) (Kirov & Sanderson, 1996). N-terminal sekvens av de stora pilin från denna Bfp visas sekvens homologi med mannos-känsliga haemagglutinin (MSHA) typ IV pilin från Vibrio cholerae (Kirov & Sanderson, 1996), som tillhör den ”klassiska” typ IVa familj av pilins jämfört med den typ IVb familj som Bfp brukar tillhöra. A. veronii bv. sobria buntbildande pilus visades senare med genetiska medel för att vara medlem i MSHA pilus-familjen (Hadi et al., 2012)., Uttryck av MSHA pilus i dessa studier visades att vara miljömässigt reglerade som A. veronii biovar sobria visade ökat uttryck när den odlas vid 22 °C i likvida kultur, jämfört med 37 °C på fasta medier (Kirov & Sanderson, 1996). Dessa resultat också överens med tidigare studier från Kirov, Hayward et al. (1995), där A. veronii bv. sobria isolat visade optimalt uttryck av filamentösa strukturer vid 22 ° C, med några miljöstammar som visar optimalt uttryck vid 7 ° C. ytterligare undersökningar av typen IV pili som finns på A. veronii bv., sobria resulterade i upptäckten av en ny typ IV pilus systemet, Tryck på pilus, som hittades i betydande grad skiljer sig från Bfp (Kirov & Sanderson, 1996). Strax efter den första upptäckten i A. veronii bv. sobria, Tryck på pili biogenes gener identifierades i A. hydrophila (Ah65) (tapABCD) och fann att dela homologi med typ IV-pilus gener i P. aeruginosa (pilABCD); generna från A. hydrophila kunde komplettera motsvarande mutationer i P. aeruginosa (Pepe, Eklund, & Strom, 1996)., Även om Tap pili är närvarande i alla Aeromonas stammar vars Genom har hittills sekvenserats, är mycket lite känt om deras funktion. Radering av Kranen pilin gen (tapA), och därför radering av Tap-pilus glödtråd, hade ingen effekt på förmågan av kliniska A. veronii bv. sobria isolerar att hålla sig till HEp – 2-celler, hålla sig till mänskliga tarmceller eller kolonisera en ung musmodell; liknande fynd rapporterades också med ett fiskisolat av A. hydrophila (Kirov, Barnett, Pepe, Strom, & Albert, 2000)., Tap-pilus bidrar till att patogenicitet psychrophilic aeromonad A. salmonicida subsp. salmonicida, dock, när infektera atlantlax; även om det inte är nödvändigt för virulens som tapa mutanter behålla mycket av sin förmåga att kolonisera värden (Boyd et al ., 2008). Analys av genuttryck i A. salmonicida har visat att Tap pilus är konstitutionellt uttryckt och tillsammans med tapABCD kodas Tap pilus-systemet också på ytterligare 18 gener utspridda runt genomet (Boyd et al., 2008), liknande typ IV pili gener av Pseudomonas och Neisseria spp., (Mattick, 2002). Medan Tap pilus Roll återstår att klargöras, dess biogenes har starka konsekvenser i virulens på andra sätt. TapD, ett prepilinpeptidas (Pepe et al., 1996) krävs inte bara för bearbetning av prepilinerna (från flera pilus-system) innan de införlivas i pilusfilamentet utan också för bearbetning av pseudopilinerna i T2SS, som är nödvändiga för utsöndring av många virulensfaktorer, såsom proteaser, hemolysin och DNas (Hadi et al., 2012; Kirov et al., 2000).,
Tillsammans med MSHA och Tryck på pilus, en tredje typ IV pilus, som hör till den typ klass IVb, har också identifierats i A. salmonicida subsp. salmonicida, heter det Flp pilus på grund av dess homologi med Flp system av Actinobacillus actinomycetemcomitans (Boyd et al., 2008). I A. salmonicida ligger generna för denna pilus i en enda operon (flpA-L) och dess uttryck är järnreglerat, med uppreglering av generna som uppträder under låga järnförhållanden (Boyd et al., 2008)., Mycket lite är känt om den roll Flp pilus i Aeromonas och trots att det är ett reglerat system det verkar inte vara inblandade i A. salmonicida virulens som flp-brist stammar fullt behållit sin förmåga att kolonisera och infektera atlantlax (Boyd et al., 2008). Flp pilus har visat sig vara utbredd bland bakterier och bidrar till biofilmbildning och autoagglutination (Kachlany et al.,, 2000; Planet, Kachlany, Fine, desalle, & Figurski, 2003); det kan därför vara viktigare i bakterier–bakterier interaktioner snarare än värdcellsinteraktioner.
därför har tre olika pili-system av typ IV beskrivits i aeromonader, där de flesta arter har minst två av dessa. För mesofila aeromonader föreslog tidiga vidhäftningsstudier på 1990-talet att MSHA-buntbildande pilus är den stora filamentösa appendagen som är ansvarig för vävnads vidhäftning och kolonisering, men först nyligen var detta genetiskt bestämt av Hadi et al., (2012). En 22 kb Bfp MSHA locus isolerades och karakteriserades av A. veronii bv. sobria som befanns bestå av 17 gener ordnade i två operoner, varav fyra kodade prepiliner (en större och tre mindre) subenheterna av pilusfilament (Hadi et al., 2012). Det drogs slutsatsen att alla fyra prepiliner är väsentliga för pilus biogenes med individuella mutationer i varje prepilingen som reducerar bakteriell vidhäftning till HEp-2-celler med 90% (Hadi et al., 2012). Mutanternas förmåga att bilda biofilmer analyserades också och visade att MSHA pilus gener av A. veronii bv., sobria är viktiga för biofilmbildning. Dessa studier bekräftade att MSHA pilus är det stora vidhäftningssystemet i A. veronii bv. sobria och detta kan också vara fallet för andra mesophilic Aeromonas arter. Även om det MSHA pilus operon är närvarande i A. salmonicida, det är en strykning av åtta gener inom operon, inklusive den gen som kodar för den stora pilin (Boyd et al., 2008). MSHA pilus i A. salmonicida förväntas därför inte uttryckas och verkar därför bara hjälpa virulensen hos mesofila aeromonader.